探討高清視頻監控關鍵—大屏幕拼接技術

董卿霞　趙斌　褚學峰

摘 要：介紹了大屏拼接技術的構成及各組成部分的功能，對三種常見拼接技術的基本參數做了對比，指出無縫拼接技術是當前拼接技術的關鍵，說明采用無縫拼接技術可解決的關鍵問題。

關鍵詞：DLP背投拼接單元;LCD液晶拼接單元;PDP等離子拼接單元;無縫拼接技術

經過十余年的發展，大屏幕拼接系統在越來越多的場合得到應用，例如在大型項目的調度中心或中央監控室。大屏幕拼接墻主要由多個顯示單元及圖像控制器構成，可用于一個畫面全屏幕超大顯示或多個畫面多個窗口顯示。目前從技術類型來劃分，較常見的大屏幕拼接系統有，DLP背投拼接單元、LCD液晶拼接單元以及PDP等離子顯示單元等。

1.大屏幕拼接系統的構成

大屏幕拼接系統的主要組成部分有：投影顯示單元、控制系統、接口設備、軟件等，另外為實現各信號間的切換，系統中必須包括視頻矩陣。其中控制系統是其核心，并通過圖像控制軟件對顯示畫面實施控制。

（1）投影顯示單元

即常見的LCD、PDP和DLP等顯示設備，根據投影顯示器與觀眾間的位置關系將大屏幕顯示單元分成前投影與背投影兩種。對于投影子系統的開關機和參數調整，既可以使用控制終端的 RS232 串口，也可通過紅外遙控器實現。

采用不同的顯示單元會直接影響整個拼接墻的顯示效果， 表1是對三種不同顯示單元的對比。

（2）控制系統：也稱拼接處理器，是拼接墻的核心部分，主要功能是將一個完整的圖像信號劃分成N塊后分配給N個視頻顯示單元（如背投單元），完成用多個普通視頻單元組成一個超大屏幕動態圖像顯示屏。控制系統實現對多路視頻輸入的拼接、切換、控制、分配、合成等功能，形成畫面開窗、組合、縮放等操作。

（3）接口設備：主要包括音視頻接口、網絡接口、控制接口等，主要連接各類輸入輸出設備，對拼接墻的顯示內容進行控制和編輯。

（4）軟件：主要功能是設定拼接屏參數、實現窗口操作、切換顯示內容等。

2.大屏幕拼接墻與矩陣的接口

通過與矩陣的連接可以實現大屏幕拼接屏圖像的融合功能，另外，還可以將多臺電腦信號同時顯示在某一塊屏幕上，達到多個畫面共同顯示的目的，

目前，大屏幕拼接屏與矩陣的連接主要是通過輸入接口，包括VGA、HDMI、DVI等，在連接中，一般使用的都是同等接口的高清線，常用的就是HDMI高清線。

3.無縫拼接技術

無縫拼接技術用于實現圖像無縫融合，是一種特殊的、要求比較高的投影顯示應用。采用無縫拼接技術能將將多屏圖像的拼接縫隙縮至最小甚至于完全重合，以達到最佳視覺效果。在以拼接為主的顯示及控制技術中，其核心和關鍵是無縫拼接技術。

無縫拼接技術解決了以下關鍵問題：

（1）解決拼接畫面被分割的視覺缺陷問題

無縫拼接技術通過提高小面積下的屏幕分辨率，支持小單元無限拼接，從而呈現完整無缺陷的畫面。即使是近距離觀看，依然能達到屏幕一體化的效果。

（2）解決顯示屏圖像與色彩一致問題

無縫拼接技術采用逐點亮度、色度校正技術，提高了整個屏幕對比度，使畫面色彩、亮度、飽和度都保持一致，實現圖像的高度還原，并且能使畫面長期保持穩定。

（3）解決電源與信號強大的冗余備份問題

無縫拼接系統的信號冗余設計采用的是信號雙通道，并且設計為N+1冗余，支持熱插拔;電源設計為集中供電，并且減少了屏體主要的發熱部件，達到了安全節能目的。

（4）解決超高對比度、超大角度、超高刷新頻率問題

在實際工程應用中，為防止出現反光現象，拼接屏可采用黑色燈珠表面及暗啞光黑色底面板，能有效改善傳統屏幕反光的狀況，獲得更佳的色彩表現力。除此以外，還能達到很高的對比度和填充率。畫面狀態比較穩定，在應對動態顯示畫面時，圖像邊緣清晰，有良好的動態表現力，能準確真實地還原圖像信息。

總之，通過通過外置無縫拼接處理器或內置無縫拼接技術的高端投影機均可實現超大幅畫面的無縫融合。

4.結論

大屏幕拼接系統是一個集多媒體視頻控制技術、計算機網絡技術和超大規模集成電路綜合應用技術于一體的大型的電子信息顯示系統，具有多媒體、多途徑、可實時傳送的高速通信數據接口和視頻接口。大屏幕顯示系統以信息工程、系統工程、自動化控制等理論為指導，將投影墻拼接技術、顯示技術及設備、多路信號切換技術、多屏圖像處理技術、集中控制技術、網絡技術等融合為一體，能夠集中顯示來自計算機、攝像頭、DVD 視頻和網絡等多種不同信號源的信號，以滿足用戶大面積顯示各種共享信息和綜合信息的需求。